DE879488C

DE879488C - Befestigung von Keramikteilen an Koerpern mit anderer Waermedehnung

Info

Publication number: DE879488C
Application number: DEM1149D
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1945-02-22
Filing date: 1945-02-22
Publication date: 1953-06-15

Description

Bei der Befestigung von Keramikteilen aneinander oder an Körpern aus anderen Stoffen, insbesondere aus Stahl, machen die Wärmedehnungen - oft erhebliche Schwierigkeiten: Diese Dehnungen r sind nämlich an der Befestigungsstelle meistens verschieden groß, weil -die Temperaturen der beiden Teile oder die Wärmedehnungszahlen oder beide gleichzeitig verschieden sind. Es sind verschiedene Vorschläge zur Behebung dieser Schwierigkeit bekannt, die auf der Anwendung von bestimmten Gleitflächen zwischen den beiden Körpern, =z. B. Keil- oder Kegelflächen oder von federnden Gliedern beruhen.
Bei Körpern aus keramischen Werkstoffen mit kleineren Abmessungen, insbesondere bei den Füßen von keramischen Leit- oder Laufschaufeln für Gasturbinen, sind die auftretenden Dehnungsunterschiede selber nur klein. Erfindungsgemäß werden Sie Dehnungsunterschiede in besonders einfacher Weise dadurch ausgeglichen, daß man eine dünne Schicht eines nachgiebigen und dabei ausreichend wärmefesten Stoffes zwischen den Berührunasflächen der miteinander zu verbindenden Teile anordnet. Diese Schicht besteht zweckmäßigerweise aus einem Filz oder einem Gewebe von keramischen Fasern, z. B. Asbest, Glas- oder Schlackenwolle.
Die Zwischenschicht ist in der Lage, die geringen Dehnungsunterschiede von einigen hundertstel Millimetern durch Dickenänderung elastisch aufzunehmen. Gleichzeitig wirkt sie wärmeisolierend, d. h. sie bewirkt, daß die Temperatur des kälteren Teils sich nicht an die höhere Temperatur des anderen Teils angleicht. Infolgedessen bleibt sie selber auch wesentlich kälter als der warme Teil, und man braucht .daher an die Wärmefestigkeit der Zwischenschicht keine besonders hohen Anforderungen zu stellen. .Man kann die Zwischenschicht aus diesem Grunde unter Umständen sogar aus einfacher Metallwolle herstellen.
Werden die keramischen Leit- oder Laufschaufein von Gasturbinen ohne Zwischenlage in Stahl befestigt, so lockert :sich meistens die Befestigung in der Wärme, weil der Stahl eine weit ,größere Wärmedehnungszahl hat als die Keramik. Durch die Zwischenlage wird aber die Temperatur des Stahlteils herabgesetzt und infolgedessen auch seine Dehnung. Durch das Vorhandensein .der Zwischenschickt werden also die Dehnungsunterschiede wesentlich verkleinert, so d@aß die Elastizität der Zwischenschicht nur wenig oder im günstigsten Fall sogar überhaupt nicht in Anspruch genommen wird. Das letzte tritt dann ein, wenn .die Wärmedehnung des Keramikteils bei kleiner Dehnungszahl und hoher Temperatur ebenso groß ist wie die des Stahlteils bei großer Dehnungszahl, aber niedriger Temperatur. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für eine Befestigung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Schnitt durch- eine Turbinenschaufelbefestigung bei einer Schaufel reit Lavalfuß, Abb. 2 einen Schnitt durch eine Turbinenschaufelbefestigung bei einer Schaufel mit Hammerkopffuß.
Der Lav alfuß i der Schaufel :2 in der Abb. i ist ganz mit dieser Zwischenlage 3 umgeben., die entweder in oder gewünschten Form vorgepreßt oder durch eine Vorrichtung zusammen mit dem Schaufelfuß i in die Nut der Laufscheibe q. eingeführt wird. Bei einer Leitschaufelbefestigung wird der Schaufelfuß in eine -entsprechende Nut des Turbinengehäuses eingesetzt.
Bei der Schaufel nach der Abb. 2 sind die Richtungen der Fliehkraft und der Umfangskraft durch die Pfeile e und f angedeutet, die durch die Flächen 5 und 6 des Hammerkopffußes 7 auf das Laufrad 8 übertragen werden. Diese Flächen wird man mit Rücksicht auf die oft vorkommenden hohen Flächendrücke und,auf die Genauigkeit beim Zusammenbau gegebenenfalls ohne Zwischenschicht ausführen und die letzte nur dort anbringen, wo es zur Aufnahme der Dehnungsunterschiede erforderlich ist, nämlich an den Flächen 9, io und i i. Um unnötige Paßarbeit zu vermeiden, isst die Fläche 12 mit geringem Spiel ausgeführt. Der Fuß 7 berührt also das Laufrad 8 an den Flächen 5 und 6 unmittelbar, an den Flächen 9, io und ii über die Zwischenschicht 3 und an den Stellen 12 überhaupt nicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Befestigung von Keramikteilen an Körpern mit anderer Wärmedehnung, insbesondere von keramischen Leit- oder Laufschaufeln .in Gasturbinen, gekennzeichnet durch eine dünne Zwischenschicht -(3) von ausreichender Wärmefestigkeit, die die Dehnungsunterschiede durch Änderung ihrer Dicke elastisch aufnimmt. z. Befestigung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) aus einem Filz oder Gespinst von Asbest, Glas- oder Schlackenvolle oder auch Metallwolle besteht. 3. Befestigung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) nur an den Berührungsflächen (9, 1o, i i) angeordnet ist,,die keine Kräfte zu übertragen haben. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. ¢20 782; USA.-Patentschriften Nr. 9.92317, 2317338.